Vedci z Rossendorfského výskumného centra v Helmholtz Dresden v Nemecku dosiahli výrazný pokrok v akcelerácii laserovej plazmy. Pomocou inovatívnej metódy sa im podarilo zvýšiť energiu protónov z približne 80 na 150 megaelektrónvoltov. Tento výsledok dramaticky prekračuje predchádzajúci rekord pre protónové zrýchlenie a umožňuje malým laserovým zariadeniam po prvýkrát dosiahnuť úrovne energie, ktoré boli doteraz dostupné len v oveľa väčších zariadeniach. Od najnovšieho výskumu sa očakáva pokrok v medicíne a materiálovej vede. Príspevok je publikovaný v 13. čísle Nature Physics.
Nová metóda výrazne zvyšuje energiu protónového zrýchlenia prostredníctvom laserových impulzov (umelecký obraz). Zdroj obrázkov: Helmholtz Rosen Research Center Dresden, Germany
V porovnaní s tradičnými urýchľovačmi sa laserové plazmové urýchľovače nespoliehajú na silné rádiové vlny na poháňanie častíc, ale využívajú lasery na urýchľovanie častíc. Táto technológia je však momentálne v štádiu výskumu a na svete existuje len niekoľko veľmi veľkých laserových systémov, ktoré dokážu urýchliť protóny na energetickú úroveň 100 MeV.
Vedúci výskumu Tim Ziegler povedal, že na dosiahnutie podobne vysokých energií urýchľovača pomocou menších laserových zariadení a kratších impulzov využili vlastnosti laserových zábleskov, to znamená, že malá časť lasera funguje ako „skokový štart“ na V špeciálnej plastovej fólii sa spúšťa séria zložitých akceleračných mechanizmov. To výrazne zvyšuje energiu protónového zrýchlenia lasera nazývaného DRACO.
Výsledky výskumu ukazujú, že predchádzajúci energetický záznam protónového zrýchlenia lasera DRACO bol približne 80 MeV a teraz môže dosiahnuť 150 MeV, takmer dvojnásobok pôvodného. Navyše zrýchlený lúč častíc vykazuje pozoruhodné vlastnosti vysokej energie a rovnomerného pohybu.
Výskumný tím verí, že sa očakáva, že tento prelom umožní malým laserovým plazmovým urýchľovačom hrať dôležitú úlohu v oblasti medicíny, najmä v programoch precíznej liečby nádorov. Lekári sa v súčasnosti pri realizácii takéhoto výskumu spoliehajú najmä na veľké terapeutické urýchľovače. Existujúce veľké urýchľovače spotrebúvajú obrovské množstvo energie a laserové plazmové urýchľovače môžu byť ekonomickejšie. Laserové záblesky možno použiť aj na generovanie krátkych a intenzívnych neutrónových impulzov, ktoré majú veľký význam pre vedecký a technologický vývoj a analýzu materiálov.
